光电探测器响应时间的测试实验报告模板

重畸变。因此，深入了解探测器的时间响应特性是格外必要的。一、试验目的频率有关；把握发光二极管的电流调制法；生疏测量控测器响应时间的方法。二、试验内容用探测器的脉冲响应特性测量响应时间；利用探测器的幅频特性确定其响应时间。三、根本原理频特性法。脉冲响应响应落后于作用信号的现象称为弛豫。对于信号开头作用时产弛具体定义如下：值的〔1-1/e〕〔即63%〕时所需的时间。衰减弛豫定义为信号撤去后，探测器37%〕所需的时间。这类探测器有光电池、光敏10%90%9010%极管和光电倍增管等。假设光电探测器在单位跃信号作用下的起始阶跃响应函数为[1-exp(-t/τ)]，1衰减响应函数为exp(-t/ττ2 1豫时间性为τ2δ函数光源，跃响应函数，进而确定响应时间。幅频特性由于光电探测器惰性的存在，使得其响应度不仅与入射辐射的波它的幅频特性。很多光电探测器的幅频特性具有如下形式。1A(ω)= 1/2 (2-1)1122；f；τ为响应时间。在试验中可以测得探测器输出电压V(ω)为VV(ω)= 0

(2-2)1221/2式中V为探测器在入射光调制频率为零时的输出电压。这样，假设测得调0制频率为f时的输出信号电压V1

f2

时为输出信号电压V，就可由2下式确定响应时间τ=1

(2-3)V2VV2Vf22V22Vf11221 2由于很多光电探测器的幅频特性都可由式〔2-1〕描述，人们为了更便利地即探测到的信号电压降至初始信号频率最低时探测器所探测到的电压幅值的fc

频率点又称为三分贝点或拐点。由式〔2-1〕可知f 1c

(2-4)可以抑制机械调制的缺乏，得到稳定度高的快速调制。四、试验仪器光电探测器时间常数测试试验箱：20M900nm的光电二极管和可见光波段的光敏电阻。所需的光源分别由峰值波长为900nm〔红〕发光管来供给。光电二极管的偏压与负载都5V10V15V1001K10K并且频率可调。CS-102210%90%的上升响应时间的测试方法。1．外触发同步工作方式CH1CH2即使当输入信号变化时，也不需要进一步触发。1090％的上升响应时间的测试测量波形峰峰值。90％两个点。将微调置于校准档。用 位移旋钮调整10％点，使之与垂直刻度重合，测量波形上10％90％点之间的距离(div)。将该值乘以t/div，假设用“×101/10。0％10％90％100％测量点都标记在示波器屏幕上。使用公式：t=水平距离(div)×t/divד×10〔1/10〕。r【举例】。代入给定值：t=4.0(div)×2(μs)＝8μsr五、试验步骤

2-2上升响应时间测量距离用脉冲法测量光电二极管的响应时间〔光电探测器时间常数仪〕面板上“偏压”档和“负载”分别选通一组。需连接示波器。到清楚的显示。〔不选偏压即可〕及不同反2-1。r2-1硅光电二极管的响应时间与偏置电压的关系r051215t/s01641401302-2硅光电二极管的响应时间与负载电阻的关系R/Ω2-2硅光电二极管的响应时间与负载电阻的关系R/Ωt/srL5036100521k9110k476100k780用幅频特性法测量CaSe光敏电阻的响应时间〔蓝线〕即可得到光敏电阻的输出波形，其频率可转变“频率调整和输出模块需连接示波器。〔至少测三个频率点〕并记录。依据式〔2-3〕计算出其响应时间。用截止频率测量CdSe光敏电阻的响应时间转变正弦波的频率，可以觉察随着调制频率的提高，CdSe负载电阻两端的信号电压将减小。测出其衰减到超低频的70.7％时的调制频率fc测到的信号幅值为1.5V，则增加初始正弦信号频率直到光敏电阻探测器探测到的信号幅值为1.05V左右为止，此时的调制频率即为f),并由式〔2-4〕确定时cτ。六、试验数据处理表表2-1硅光电二极管的响应时间与偏置电压的关系180164160140130〕140120微〔100间时应响806040200002468偏置电压〔V〕10121416表表2-2硅光电二极管的响应时间与负载电阻的关系900780800700〕600微〔500476400时300响20091100365200123负载电阻〔Ω〕456用幅频特性测量用幅频特性测量CdSef〔频率〕15Hz30Hz61Hz102HzΔV12.6V8.08V5V3.4Vf=1/(τ时间常数2pi)107.23.5七、